Bảng I.2.17. Bảng tổng hợp cõc chỉ tiớu kỹ thuật của tuyến
STT Chỉ tiớu kĩ thuật Đơn vị Trị số tớnh Tiớu chuẩn Chọn
1 Cấp hạng kỹ thuật Đường phố khu vực 2 Tốc độ thiết kế Km/h 60 60 3 Độ dốc dọc lớn nhất % 2.5 6 2.5 4 Độ dốc dọc nhỏ nhất % 0 0 0 5 Bề rộng phần xe chạy m - 4*3,5 4*3,5 6 Bề rộng phần phđn cõch m - 6 6 7 Bề rộng lề đường m - 2*3,0 2*3,0 8 Bề rộng hỉ đường m - 2*5 2*12 9 Bề rộng nền đường m 51 - 51 10 Tầm nhỡn dừng xe m 66,35 75 75 11 Tầm nhỡn ngược chiều m 122,7 150 150 12 Tầm nhỡn vượt xe m 360 350 360 13 Tầm nhỡn ngang m 6,25 6,25 14 Tầm nhỡn tại nỳt giao thụng m 66,35 75 75
15 Rmin cú bố trớ siớu cao
caocaocacao
m 128,85 200 200
16 Rmin khụng bố trớ siớu cao m 472,44 1500 1500
17 Bõn kớnh đường cong đứng
lồi tối thiểu m 2343.75 2000 2344
18 Bõn kớnhđường cong đứng
lừm tối thiểu m 1366 1500 1500
19 Độ mở rộng phần xe chạy m - - -
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ BèNH ĐỒ 3.1. Bỡnh đồ đường đụ thị
3.1.1. Cõc yếu tố của bỡnh đồ tuyến
- Chiều dăi đoạn thẳng
- Chiều dăi đoạn cong, bõn kớnh của đường cong trũn - Cõc đoạn nối tiếp giữa cõc đường cong nằm
- Phạm vi xử lý đặc biệt - Cao độ tại cõc cọc
- Phạm vi chỉ giới xđy dựng hiện tại vă của phương õn thiết kế mới - Kớch thước của nền, mặt, lề đường (cõc nỳt thụng thường)
- Cấu tạo cõc nỳt giao thụng (cõc nỳt thụng thường) - Vị trớ cõc điểm đỗ, dừng xe
- Vị trớ, cấu tạo của cõc dải tăng, giảm tốc, chờ xe, phđn cõch, mở thụng dải phđn cõch…
3.1.2. Nội dung thiết kế bỡnh đồ đường đụ thị
- Thiết kế cõc đoạn thẳng, đoạn cong
- Thiết kế cõc đoạn cú siớu cao, nối siớu cao, mở rộng, nối mở rộng - Thiết kế chuyển tiếp giữa cõc đường cong nằm
- Thiết kế tổ chức giao thụng
- Thiết kế cõc vị trớ trồng cđy xanh, chiếu sõng - Thiết kế chiều đứng
-Thiết kế bố trớ thoõt nước
- Thiết kế bố trớ cõc cụng trỡnh kĩ thuật
- Thiết kế san nền phục vụ san nền đõp ứng cho thi cụng - Thiết kế nỳt giao thụng, nỳt giao thụng dạng quảng trường
3.2. Yớu cầu, nguyớn tắc thiết kế
đặc biệt lă quy hoạch tổng thể hệ thống giao thụng vận tải đụ thị
- Định cõc chỉ tiớu kĩ thuật, căn cứ văo điều kiện cụ thể về mọi mặt vă đồng thời nắm được cõc điều kiện tự nhiớn khu vực đường đi qua
- Khi quy hoạch vă thiết kế bỡnh đồ phải xĩt đến đầy đủ cõc bộ phận vă cấu tạo của đường phố, đảm bảo ổn định chỉ giới xđy dựng, chỉ giới đường đỏ của phương õn quy hoạch lđu dăi
- Phải bảo đảm thiết kế phối hợp hăi hũa, phự hợp cảnh quan, cõc cụng trỡnh kiến trỳc đờ cú hoặc dự định sẽ xđy dựng trong tương lai
- Khi thiết kế định tuyến phải đặc biệt chỳ trọng đến cõc điểm khống chế, nỳt giao thụng, chỗ giao với đường sắt, vị trớ cầu lớn…, cõc điểm bắt buộc trõnh hoặc nớn trõnh: cõc di tớch lịch sử văn húa, khu đụng dđn cư, cõc cụng trỡnh quan trọng… - Nhất thiết phải cú cõc phương õn vị trớ tuyến đường phố trớn bỡnh đồ: trớn cao hay dưới thấp, quy mụ lớn nhỏ…để so sõnh kinh tế kĩ thuật vă cõc tiớu chớ khõc. Phương õn chọn lă phương õn đõp ứng kinh tế kĩ thuật cao đồng thời thỏa mờn tốt nhất về chức năng giao thụng, kiến trỳc vă quản lý quy hoạch đụ thị
- Khi quy hoạch vă thiết kế cải tạo đường phố gặp khú khăn về điều kiện xđy dựng cần luận chứng đề nghị giải phõp đõp ứng tối thiểu kỉm theo lựa chọn hỡnh thức tổ chức giao thụng của đường phố được thiết kế vă cú xĩt đến khu vực liớn quan để bảo đảm vận hănh hệ thống giao thụng bỡnh thường
- Bố trớ hợp lý đường thẳng, đường cong vă cõch nối giữa chỳng
Cõc yếu tố khõc cần xem xĩt khi định tuyến
+ Phõt huy tối đa chức năng cơ bản: chức năng vận tải phự hợp với quy hoạch chung của mạng lưới
+ Xĩt đầu tư phđn kỡ: Phương õn phđn kỡ phải bõm sõt phương õn tương lai đờ được phớ duyệt, kết hợp với mặt cắt ngang
+ Đường cú lưu lượng giao thụng lớn bố trớ tuyến thẳng ngắn
+ Khi chọn hướng tuyến cần xĩt ảnh hưởng của hướng giú, điều kiện chiếu sang + Cần tạo điều kiện thuận lợi cho giao thụng an toăn, cho trồng cđy, thoõt nước, bố trớ cõc cụng trỡnh ngầm
Xõc định cõc điểm khống chế
+ Điểm đầu, điểm cuối tuyến: định vị bằng tọa độ GPS + Khống chế ở cõc vị trớ giao nhau
+ Khống chế tại cõc cụng trỡnh ngầm + Khống chế do cõc điều kiện tự nhiớn
+ Khống chế do điều kiện xờ hội, mụi trường… đường qua khu bảo tồn, lăng miếu, đền, chựa…
+ Cõc điểm vượt sụng: số lượng, vị trớ vă cao độ, bề rộng cầu phải thỏa mờn lưu lượng giao thụng hai bớn đường, đường ven sụng, ven hồ phải cao hơn mực nước thiết kế, xem xĩt yớu cầu về độ cao của cầu
+ Xem xĩt độ cao của cõc cụng trỡnh hai bớn đường, khống chế nơi cú đường dđy điện cao thế, cõc cụng trỡnh cú tớnh chất quan trọng…
3.3. Thiết kế định hướng tuyến 3.3.1. Thiết kế hướng tuyến
Theo như quy hoạch về giao thụng trong vựng thỡ tuyến đường thiết kế phải đi qua cõc điểm khống chế sau:
+ Điểm đầu dự õn (DDA) lă điểm cuối cầu Hũa Xuđn + Điểm khống chế A1 tại nỳt giao thụng số 1 trớn tuyến
+ Hai điểm khống chế A2 vă A3 tại nỳt giao thụng số 2 trớn tuyến + Điểm khống chế A4 tại nỳt giao thụng số 3 trớn tuyến
+ Điểm cuối dự õn (CDA) lă điểm cuối cầu sụng Cõi
Bảng I.3.1. Tọa độ cõc điểm khống chế
STT Điểm khống chế Tọa độ X Tọa độ Y
1 DDA 523975.368 1772273.420 2 A1 524022.187 1772230.035 3 A2 524272.985 1772019.418 4 A3 524279.275 1772014.891 5 A4 524589.514 1771791.580 6 A5 524979.925 1771510.561 7 CDA 525242.043 1771309.129
Như vậy bỡnh đồ tuyến phải đi qua cõc điểm khống chế như trớn. Chọn Rnằm cố gắng bố trớ Rnằm lớn để đảm bảo điều kiện xe chạy
Sau khi thiết kế bỡnh đồ tuyến cú 1 đường cong nằm tại lý trỡnh Km0+261.25 với gúc ngoặc 172053’47’’. Chọn bõn kớnh đường cong nằm lă 1000m.
Tớnh cõc yếu tố của đường cong nằm. Chiều dăi đường cong : K=π180.R.α
(m). (3.1). Phđn cự : P = R −1 2 cos 1 α (m). (3.2).
Chiều dăi đoạn tiếp tuyến : T=R.tg(
2
α
) (m). (3.3). Với R: bõn kớnh đường cong nằm
α : gúc chuyển hướng
Bảng I.3.2. Cõc yếu tố đường cong nằm
Lý trỡnh Bõn kớnh đườngcong nằm (m) Gúc chuyểnhướng (độ) K (m) P (m) T (m)
Km0+261.25 1000 706’13’’ 123.98 1.92 62.07
3.3.2. Siớu cao
Trớn tuyến đường cú đường cong nằm bõn kớnh 1000m. Theo bảng 22 TCXDVN 104-2007 thỡ với bõn kớnh như vậy thỡ phải bố trớ siớu cao với isc=2% với chiều dăi đoạn nối siớu cao L=50m.
Trớn đoạn nối siớu cao , mặt đường được chuyển dần từ hai mõi thănh một mõi , cú thể quay mặt đường theo hai cõch :
+ Quay quanh mĩp trong mặt đường (khi chưa cú mở rộng) + Quay quanh tim
3.3.3. Thiết kế đường cong nằm
Bảng I.3.3. Cõc yếu tố đường cong nằm
Yếu tố đường cong nằm
R (m) α T (m) K(m) P(m) Isc (%) Ln (m)
1000 706’13’’ 62.07 123.98 1.92 2 50
Để cắm cọc chi tiết trong đường cong ta cú cõc phương phõp cắm như sau: - Phương phõp tọa độ vuụng gúc
- Phương phõp tọa độ cực
- Phương phõp dđy cung kĩo dăi - Phương phõp tiếp tuyến .
Tuy nhiớn căn cứ văo điều kiện cụ thể của đoạn tuyến vă đơn vị thi cụng : + Do đoạn tuyến cú tầm nhỡn khụng hạn chế.
+ Đơn vị thi cụng cú thiết bị hiện đại hỗ trợ (mõy toăn đạc điện tử ,..) Ta lựa chọn phương phõp cắm cong tọa độvuụng gúc cho đoạn tuyến. Ưu điểm của phương phõp:
- Tiến độ cắm cọc rất nhanh.
- Vị trớ cọc cắm cú độ chớnh xõc cao từ đú tạo ra một đường cong gần với mong muốn hơn.
- Ít phải di chuyển mõy.
3.3.3.1. Phương phõp cắm cong theo phương phõp tọa độ vuụng gúc
- Nguyớn tắc :
Sử dụng mõy toăn đạc điện tử, đặt ở một vị trớ cố định, một người sẽ cầm một chiếc gương di chuyển đến vị trớ cắm cọc. Người đứng mõy sẽ điều khiển người cầm gương cho đến khi năo đỳng vị trớ tức lă mõy toăn đạc hiển thị đỳng tọa độ, dừng lại vă đúng cọc, tiếp tục cắm cọc khõc.
- Âp dụng cho đoạn tuyến thiết kế kỹ thuật :
Do đoạn tuyến kỹ thuật gần với đầu tuyến nớn ta bố trớ mõy toăn đạc điện tử tại điểm A để cắm cõc đường cong nằm trong đoạn tuyến.
Để xõc định tọa độ vuụng gúc của cõc điểm ta phải xõc định tọa độ của điểm gốc A rồi mới xõc định cõc điểm tiếp theo.
3.3.3.2. Xõc định tọa độ vuụng gúc cõc điểm theo hệ tọa độ quốc gia VN-2000
Tọa độ điểm DDA (523975.368;1772273.420)
3.3.3.3. Xõc định tọa độ cõc điểm cũn lại
Dựa văo phần mềm NOVA ta cú tọa độ vuụng gúc cõc cọc theo hệ tọa độ địa phương với gốc tọa độ tại điểm A, sau đú chuyển sang hệ tọa độ VN-2000 theo cụng thức :
Xi= XA + x (3.4). Yi=YA + y (3.5). Với:
+ Xi, Yi lă tọa độ của cõc điểm theo hệ tọa độ quốc gia VN-2000. + x, y lă tọa độ của cõc điểm trong đường cong so với điểm cuối tuyến. Trong phạm vi tuyến của ta khụng quõ 5KM, ta bỏ qua cõc sai số của phĩp chiếu.
Bảng I.3.4. Bảng cắm cong đường cong nằm R=1000m bằng phương phõp phõp tọa độ vuụng gúc bằng mõy toăn đạc điện tử
STT Tớn cọc
Tọa Độ So Với Điểm
DDA Hệ Tọa Độ Quốc Gia VN-2000
Xi Yi Xi Yi 1 TD2 146.09 -135.51 524121.458 1772137.91 2 H2 158.05 -146.43 524133.418 1772126.99 3 7A 165.53 -153.07 524140.898 1772120.35 4 8 166.28 -153.73 524141.648 1772119.69 5 9 177.62 -163.55 524152.988 1772109.87 6 10 185.11 -169.86 524160.478 1772103.56 7 P2 192.81 -176.23 524168.178 1772097.19 8 11 209.19 -189.35 524184.558 1772084.07 9 12 223.06 -200.03 524198.428 1772073.39 10 13 225.86 -202.14 524201.228 1772071.28 11 H3 235.67 -209.41 524211.038 1772064.01 12 TC2 241.97 -213.98 524217.338 1772059.44
3.3.4. Thiết kế đường cong chuyển tiếp (ĐCCT)
Để đảm bảo cú sự chuyển biến điều hũa về lực ly tđm, về gốc α vă cảm giõc của hănh khõch, cần phải lăm ĐCCT giữa đường thẳng vă đường cong trũn. Khi cú ĐCCT, tuyến cú dạng hăi hũa hơn, tầm nhỡn được đảm bảo, mức độ tiện nghi vă an toăn tăng lớn rừ rệt.
Hỡnh I.3.1. Cấu tạo đường cong clothoide 3.3.4.1. Dạng của ĐCCT
Dạng của ĐCCT tốt nhất được thiết kế theo phương trỡnh Clụtụit :
S C = ρ Trong đú : C - thụng số khụng đổi ;
ρ- bõn kớnh đường cong tại điểm tớnh toõn cú chiều dăi đường cong S.
3.3.4.2. Cõch cắm đường cong chuyển tiếp
Thực hiện theo cõc trỡnh tự như sau:
*/ Tớnh toõn cõc yếu tố cơ bản của đường cong trũn khi chưa cú ĐCCT : */ Chọn chiều dăi đường cong chuyển tiếp:
Theo mục 2.2.6.vă 2.2.8 - chương 2 - phần 1: thiết kế cơ sở ta chọn Lct=50m cho đường cong bõn kớnh R=1000m.
*/ Tớnh gúc kẹp giữa đường thẳng nằm ngang vă tiếp tuyến ở điểm cuối đường đường cong chuyển tiếp :
Xõc định theo cụng thức : ϕ0 =
R Lct
2 (3.7).
*/ Xõc định cõc tọa độ X0 vă Y0 tại điểm cuối đường cong chuyển tiếp : Ứng với chiều dăi Lct ta cú s Lct
A= A , tra bảng 3.8 của [3] ta cú 2 giõ trị : x0/A; y0/A Vậy : x0 = Aì x0/A (3.8).
y0 = Aì y0/A (3.9).
*/ Xõc định trị số độ dịch chuyển đoạn cong trũn p vă tiếp đầu đường cong t : ρ = y0- R (1-cosϕ0)
t = x0 - R.sinϕ0 ≈ Lct /2 (3.10).
*/ Xõc định điểm đầu (TĐT) vă điểm cuối của đường cong chuyển tiếp (TCT) qua tiếp tuyến mới:
TĐT1 = TĐ1 – t (3.11). TCT1 = TĐT1 + LCT (3.12). TCT2 = TCT1 + K0 (3.13). TĐT2 = TĐT1 +K0 +2LCT (3.14). Trong đú : Đ lă lý trỡnh đỉnh của đường cong
*/ Xõc định chiều dăi cũn lại của đường cong cơ bản : Được xõc định theo cụng thức : K0 = . .2 0
180
R
π α
(3.15).
Trong đú : K0 : Chiều dăi phần cũn lại của đường cong trũn cơ bản Ứng với α0 = α-2.ϕ0 (3.16).
R0= R – P (3.17).
*/ Xõc định tọa độ cõc điểm trung gian trớn đường cong chuyển tiếp: Khoảng cõch cõc điểm trung gian (điểm TG1 vă TG2) lă s (m)
Ta cú s
A , tra bảng ta cú xi/A; yi/A Vậy: xi = (xi/A)ìA (3.18).
yi = (yi/A)ìA (3.19).
*/ Chuyển tọa độ cõc điểm trớn đường cong chuyển tiếp về VN-2000 :
Tọa độ cõc điểm trớn đường cong chuyển tiếp được xõc định theo hệ tọa độ địa phương với gốc tọa độ tại cõc điểm tiếp đầu .
Dựa văo gúc lệch giữa hệ tọa độ địa phương so với hệ tọa độ cú gốc tại A ta sẽ chuyển tọa độ cõc điểm trung gian về tọa độ VN-2000 theo cụng thức :
os sin Xi Yi X c α α = − os sin Yi Xi Y c α α = + (3.20). Xi, Yi : tọa độ theo hệ tọa độ địa phương . α : gúc lệch
Với cõc gúc lệch lần lượt của 4 ĐCCT trong đoạn tuyến lă : - ĐCCT ứng với TDT1, TCT1 → α=706’13’’
Bảng I.3.5. Xõc định tọa độ x0 ;y0 tại cuối đường cong chuyển tiếp
R Ln A φ0 Ln/A x0/A y0/A x0 y0 p t
1000 50 223.607 1025’57” 0.224 0.22399 0.00188 50.086 0.420 0.107 25.087
Bảng I.3.6. Xõc định chiều dăi đường cong cũn lại
R α φ0 α0 R0 K0
1000 706’13’’ 1025’57” 4014’19” 999.893 73.969
Bảng I.3.7. Xõc định TDT ,TCT tại cõc đường cong
R TĐ1 TĐT1 TCT1 TCT2 TĐT2
Bảng I.3.8. Kết quả cắm cong đường cong chuyển tiếp R = 1000m Đường bớn trõi ( TDT1 – TCT1 )
Tớn
cọc S(m) A S/A X/A Y/A
Tọa độ quốc gia VN-2000
Xi(m) Yi(m) TDT1 0 0 0 0 0 524111.24 1772147.39 7 1.29 35.917 0.036 0.03600 0.00001 524112.53 1772147.39 T2 22.29 149.298 0.149 0.14900 0.00055 524133.49 1772147.31 TĐ2 25.09 158.398 0.158 0.15800 0.00066 524136.27 1772147.29 H2 41.29 203.199 0.203 0.20299 0.0014 524152.49 1772147.11 TCT1 50.00 223.607 0.224 0.22399 0.00188 524161.33 1772146.97 Đường bớn phải ( TDT2 – TCT2 ) Tớn
cọc S(m) A S/A X/A Y/A
Tọa độ quốc gia VN-2000
Xi(m) Yi(m) TDT2 0 0 0 0.00000 0.00000 524240.76 1772042.58 15 10.44 102.176 0.102 0.102 0.00018 524230.34 1772042.60 14 17.63 132.778 0.133 0.13300 0.00039 524223.10 1772042.63 TC2 24.63 156.939 0.157 0.15700 0.00065 524216.12 1772042.68 H3 32.41 180.028 0.18 0.179995 0.000972 524208.36 1772042.75 13 44.63 211.258 0.211 0.21099 0.00157 524196.19 1772042.91 12 48.13 219.386 0.219 0.21899 0.00175 524192.72 1772042.96 TCT2 50.00 223.607 0.224 0.22399 0.00188 524190.67 1772043.00
3.3.5. Lập bảng cắm cong chi tiết
Do trong phần thiết kế kỹ thuật đũi hỏi sự chớnh xõc cao hơn vă để tớnh chớnh xõc khối lượng nớn ngoăi cõc cọc Km, cọc H, cọc TD , cọc P ,cọc TC ,…Ta phải cắm thớm cõc cọc chi tiết vă được qui định như sau :
+ L = 5m trớn đường cong cú bõn kớnh R < 100 (m)
+ L = 10m trớn đường cong cú bõn kớnh R = 100 m ữ500 (m)
+ L = 20m trớn đường cong cú bõn kớnh R > 500m vă trớn đường thẳng Để xe rẽ phải thuận lợi vă chạy được với một tốc độ nhất định, cần bố trớ đường cong ở gúc rẽ. Đường cong cú thể lă đường cong parabol kĩp nhiều tđm. Tuy nhiớn , để dễ dăng trong thi cụng chọn đường cong trũn để thiết kế.
Bõn kớnh bú vỉa R1 như sau: